成纤共聚酰胺和由其制备的纤维制造技术

一种成纤共聚酰胺，包括大约６０—９９．５ｍｏｌ％的六亚甲基已二酰已二胺单元和大约０．５—４０ｍｏｌ％的２－甲基－戊撑已二酰二胺单元，共聚酰胺的相对粘度大于２５，熔点大于２２０℃。（*该技术在2011年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是关于形成纤维的共聚物，特别地是关于具有六亚甲基己二酰二胺单元和2-甲基-亚戊基己二酰二胺单元的成纤共聚酰胺和由其制备的纤维。尼龙纱线已在许多针织和机织物中得到应用，如室内装璜，游泳衣，女内衣，针织袜类和外衣类以及以纱线形式使用的地毯。大多数尼龙纱线通过二种最常使用的尼龙聚合物，聚己二酰二胺(指的是尼龙66)和聚(ε-己内酰胺)(指的是尼龙6)之一通过纺丝而得到。对于大多数纺织用纱线，这二种聚合物均能使用。选择尼龙66或尼龙6以赋予纱线有利的或不利的性质取决于用途。可是，对于大多数尼龙制品而言，在生产线上由二种聚合物制得的产物以满足最终需求是不经济可行的。然而，尼龙66有一系列的内在缺点，尼龙66生产者认识到尼龙66不如尼龙6能迅速上染，特别是用大体积染料分子例如预金属化和非匀染性酸性染料类。为了增加染色本，用于制造尼龙66的盐，六亚甲基己二酸二铵同0.2～5%的有4或大约6～12个碳的ω-氨基羧酸共聚，例如由美国专利3，707，522所公开的ε-己内酰胺，因此得到的共聚物是带有一些其它单体例如ε-己内酰胺(尼龙6)单体的初生尼龙66。为方便起见，含有ε-己内酰胺的共聚酰胺在后面称为尼龙66/6。尼龙66/6纤维存在的问题之一是共聚物含有未反应的ε-己内酰胺单体和一些环状低聚物。除非水萃取聚合物，带有一些如1.5%的ε-己内酰胺的尼龙66/6长时间纺丝生成的单体和低聚物蒸发在喷丝头表面，这样，喷丝头就需要频繁地刮除。因而，“刮除”妨碍了纺丝的连续性，纱线卷装尺寸也受到了限制。同样的，在对含尼龙66/6喂入纱变形处理中，或在高相对粘度、高速纺制含均聚尼龙66或尼龙66/6纱中，单体和低聚物在整个加工时间内，连续地从内部转移到纱线表面，因此，纱线的摩擦性低随引起无规则变形加工的老化而改变，并且在变形加工设备上形成沉积，经常需要彻底的清洁。而且尼龙66/6纤维不能象均聚尼龙66那样容易地结晶，其后果是在织物热定型时更困难地达到稳定。在其它单体，例如聚醚同聚六亚甲基己二酰二胺共聚以改善其上染性能时，这种纤维不够白或热稳定性不如100%尼龙66，因而通常不适宜作服装纤维用。根据本专利技术，提供了形成纤维的共聚酰胺，其主要含有大约60～99.5%mol%的六亚甲基己二酰二胺单元和大约0.5～40mol%的2-甲基-戊撑己二酰二胺单元，共聚物的相对粘度大于25，熔点大于约220℃，常规的，本专利技术的共聚酰胺指的是尼龙66/Me5-6。在本专利技术的一个优选形式中，共聚酰胺的相对粘度在约30-80之间，最好的是在约30-60之间。在本专利技术的另一个优选形式中，共聚酰胺的分子量分布中，有低于约10%的共聚酰胺含分子量小于约10，000的共聚物。本专利技术的共聚酰胺在纤维中用大的或膨松染料分子例如预金属络合和非匀染酸性染料类染色能提供高的染色率，对获得的尼龙6纤维评价上染率。根据本专利技术，当聚合物直接纺而不用水提取时，尼龙66/Me5-6的共聚酰胺提供了好的熔融纺性能，即很少沉积在喷丝板表面。另外，很少量的沉积物通过纤维沉积在加工设备，如合纤变形工艺过程中，并且沉积量不随纱线的老化而改变。本专利技术的熔融共聚酰胺相比均聚尼龙66更不容易生成胶体，但提高了纺丝工艺的连续性并降低了设备保养投资。本专利技术的共聚酰胺纤维的另一个优点是提供了一个沸水收缩值范围，包括某些应用所需的高收缩率。根据本专利技术提供的共聚酰胺，其高收缩率与尼龙6纤维相等，并能提供高湿增重纱线。在高速纺牵伸变形喂入丝中，本专利技术的共聚酰胺提供的纱线在低相对粘度时，有低的拉伸强力和高的伸长。因此，在拉伸变形喂入丝中，共聚酰胺能提供等同的拉伸变形性能，没有与高相对粘度尼龙66纤维相关的沉积。另外，使用本专利技术提供的共聚酰胺，能提供一个新的高收缩率的拉伸变形纱线。附图说明图1是用凝胶渗透色谱吸收的尼龙66均聚物和含有二个量的ε-己内酰胺的尼龙66/6共聚酰胺的分子量分布示意图。图2a和2b是用本专利技术的共聚酰胺用凝胶渗透色谱吸收的分子量分布的示意图，并分别同尼龙6/66共聚酰胺比较，显示了共聚物那部分有小于10，000的分子量分布。图3和4是根据本专利技术分别在292℃和281℃时共聚酰胺与凝结时间的示意图。本专利技术的成纤共聚酰胺基本上是线性共聚酰胺，主要由大约60～99.5mol%的六亚甲基己二酰二胺单元和大约0.5～40mol%的2-甲基-戊撑己二酰二胺(Me5-6)单元构成。在优选的共聚酰胺中，Me5-6单元一般无规分布在共聚物中，共聚酰胺的性质类似于均聚尼龙66，但在纤维生产中有有利于加工的优点和最终使用时的优点，这将在后面予以详述。本专利技术的共聚酰胺取决于预期的最终用途，在共聚酰胺中，改变Me5-6的摩尔百分比是有利的。例如，有效的增加由共聚酰胺生产的纤维的上染率，最低是0.5%，一般不能超过10%，以避免改变纤维的其它性质。较好的是至少采用约1.5%以改善上染率。如果需要一种高收缩或纤维有类似聚(ε-己内酰胺)纤维的性质，那么就需要在共聚酰胺中提高Me5-6的百分比，即例如在大约5-40%。在高速纺拉伸变形纱的生产中，若纱线用作针织物在共聚酰胺中，Me5-6的量在大约2-8%之间是有利的。对喂入纱进行拉伸变形以生产出高收缩变形纱，适宜于作包芯纱，Me5-6的量大约在35～40%之间。根据本专利技术的共聚酰胺有大于约25的甲酸相对粘度(RV)，并且能通过熔融纺来生产出纤维。对于大多数纤维的生产，优选相对粘度大约在30～80之间，若作纺织纤维使用，最好在30～60之间。根据本专利技术，共聚酰胺的熔点大于约220℃，共聚酰胺的熔点随Me5-6的百分比而变化，但范围落在均聚尼龙66聚合物的熔点范围内，大约是265℃，在此Me5-6的百分数大约是0.5%。在Me5-6百分数是大约40%时，增加Me5-6，熔点降低至大约220℃。已经发现，通过凝胶渗透色谱(GPC)来测定所选择的共聚酰胺的分子量分布是这样的。即，本专利技术所择的共聚酰胺比均聚尼龙66有实际上较低的分子量，在较好的共聚酰胺中，小于约10%重量的共聚酰胺为分子量小于10，000的聚合物制备。在相等相对粘度值时，低分子量部分(分子量小于10，000)比均聚尼龙66最多能少43%。附图1说明了GPC测定的均聚尼龙66和二个尼龙66/6共聚物的分子量分布。在图1中，标号10代表的分子量分布是标准的尼龙66均聚物样品(ZYTELR101)，12代表有5%-ε-己内酰胺单元的尼龙66/6样品的分子量分布，14代表有1.5%ε-己内酰胺单元的另一个尼龙66/6样品的分子量分布。图1说明了尼龙66均聚物和尼龙66/6共聚物表现了低分子量特性的“谱带尾”(即小于10，000)。图1显示了在这些样品中这种双峰型分子量分布是迅速可测的。图2a和2b说明了尼龙66/Me5-6和尼龙66均聚物的分子量分布。在图2a中，分子量分布(20)代表含35%Me5-6的共聚物，显示了低分子量类部分(8%)为10，000，这以曲线20的积分为基础。作为比较，在图2b中，均聚物显示了这类达到10，000，等于总面积的14%，这以积分26为基础。本专利技术的共聚酰胺同样也有少量的“可萃取低聚物”，即如表1所述的分子量低于500的聚合物，根据本专利技术，在优选的共聚酰胺中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种成纤共聚酰铵，它主要由大约６０－９９．５ｍｏｌｅ％的六亚甲基己二酰二胺单元和大约０．５－４０ｍｏｌ％的２－甲基戊撑己二酰二胺单元构成，所说的共聚酰胺的相对粘度大于２５，熔点大于２２０℃。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：A安东，
申请(专利权)人：纳幕尔杜邦公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]